Обычно людям сложно объяснить, что такое метаматериалы и нанофотоника без указания на практическое применение. По вашему мнению, какую проблему № 1 решают исследования в этих научных сферах?
Самый важный тренд — это стремление сделать все электронный устройства, то есть мобильные телефоны, компьютеры, меньше. Поэтому ученые должны находить способы манипулировать светом и электронами, чтобы они могли эффективно работать в маленьких элементах вплоть до наноразмеров. Для этого, например, мы должны «сжимать» световые волны. Зачем это нужно? Так мы сможем увеличить эффективность работы электронных девайсов на наноуровне (прим. редакции — длина видимого света больше, чем современные элементы в электронных устройствах, но световые волны обладают более высоким быстродействием и могут использоваться для повышения вычислительных мощностей). Это то, чем занимается, в частности, и научная группа, в которой я работаю в Португалии. При этом решить эту проблему можно либо с использованием новых устройств, либо модернизируя имеющиеся. Зачастую идеи и возможности для этого приходят из других областей физики.
Расскажите подробнее о своих исследованиях.
Моя научная работа также связана с тем, чтобы организовать транспортировку света без энергетических потерь и без рассеяния даже в таких волноводах, где есть дефекты поверхности. Надо подчеркнуть, что этим сейчас заняты многие научные команды в мире. Мы также заинтересованы в создании волноводов с повторителями. Мы исследуем, как это можно сделать, проводя аналогии между физическими явлениями. Например, у вас есть физическое тело, металлический щит, и есть еще один такой же. Когда они трутся друг об друга, то генерируют свет. И такую генерацию можно использовать в повторителях для усиления оптического сигнала. Но о механическом движении по типу этого не может идти и речи, если мы говорим о наноразмерных элементах. Однако вместо трения можно использовать такое физическое явление, как дрейф электронов под действием внешнего магнитного поля. И тогда возникает движение электронов, в результате которого точно так же генерируется световое излучение. Эту новую технологию также можно применять при создании повторителей, в том числе, с использованием метаматериалов — например, графена. Я провожу фундаментальные исследования, как это можно сделать.
Каково будущее метаматериалов?
Конечно, одна из самых «громких» тем — это создание материалов, которые делают вещи невидимыми, мантий-невидимок, как у Гарри Поттера. Но метаматериалы — это гораздо более обширная область, чем технологии невидимости, которые составляют, пожалуй, 1% от всех проводимых исследований. Очень значительны разработки для медицинских приложений, в том числе то, что делается в Университете ИТМО по повышению разрешающей способности МРТ-сканера. Все разработки, которые связаны с внедрением в реальную жизнь, перспективны.
Как привлекать спонсоров для научных разработок?
Очень важно уметь объяснять людям, что ты делаешь, и связывать это с реальной жизнью. У ученого могут быть отличные идеи, хорошая математическая база, но это ничего не даст, если он не сможет рассказать, для чего это нужно. Даже если речь идет об открытии, которое важно для развития дальнейших исследований. Ведь не всегда применение тем или иным научным разработкам можно найти сразу же. Иногда открытие имеет долгосрочный эффект и может стать базой для других важных работ, которые будут внедрены в жизнь. Тем людям, которые финансируют наши разработки, мы стараемся передать научный энтузиазм, который сопровождает любые исследования.
Есть ли в Португалии проблемы с популяризацией науки?
Да, такие проблемы существуют. Чтобы решить их, проводятся различные научно-популярные мероприятия, на которых людям пытаются рассказать просто о сложном. Общественность должна узнавать о науке больше, поэтому необходимо повышать информированность людей об исследованиях ученых, о том, зачем они это делают. На конференции «МЕТАНАНО» мы не продвигаем «науку в массы», но такие мероприятия позволяют, в первую очередь найти новые идеи даже в смежных областях.
